电控机械式自动变速器(AMT)电控系统硬件设计
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摘要AMT是一种经济型的自动变速器,在重型载货车上具有广阔的应用空间。
目前,中国重型车辆装用的都是手动机械式变速器,并且形成了相当规模的生产能力。
与AT相比,AMT更适合中国汽车工业的现实,国内重型车采用AMT自动变速技术既可以保留原有的手动变速器生产线,又可大大节省用于重建专业生产线及设备的投资,具有重要的现实意义。
在电控机械式自动变速器设计开发中,离合器和选换档执行机构的设计及优化是AMT设计的重点和难点之一,其性能直接影响AMT系统的性能,本文以法士特12JS200TA变速器为基础,进行AMT系统液压驱动执行机构的设计。
本文的主要工作内容如下:1.分析了国内外重型车自动变速技术的发展,对重型车AMT的关键技术问题及操纵系统结构进行了阐述。
2.分析了AMT液压驱动系统的设计要求及结构,并针对法士特12JS200TA 12挡带同步器的手动变速器,在原有离合器和变速器操纵机构的基础上设计了新型的液压驱动自动操纵机构。
3.进行了AMT液压驱动机构的元件计算、选型及系统仿真、分析。
对液压回路重要元件进行了选型并对动态响应速度进行了动态分析。
关键词:AMT;液压驱动;换挡执行机构;离合器执行机构;节气门执行器ABSTRACTAMT is an economical automatic transmission; therefore it has extensive,application space in the heavy truck. Currently, heavy vehicles are all equipped with manual transmission, and forms production capacity on a quite scale. AMT is more suitable for automotive industry reality in china than AT. The development and production of AMT may retain previous product line of manual transmission and greatly save the investment for reconstruction of professional production line and equipment, so it has important reality meaning.During the design and development of AMT, design and optimization of selection-shift actuator is one of key and special difficulties for AMT design. The performance will have direct effect on the whole performance of AMT system. In this paper, Taking focus on a manual transmission of heavy truck, combing with science and technology research plan of Chongqing, shift actuator with hydraulic drive for AMT system is developed and designed and its performance is researched.In this paper, the main contents are showed as follows:1.The development of automatic transmission technique for heavy truck both home and abroad is introduced. The key technique of automatic transmission for heavy truck and operation system configuration are illustrated.2. Analysis of the AMT hydraulic drive system and structural design requirements, and file for Fast 12JS200TA 12 manual transmission with a synchronizer, the original clutch and transmission control mechanism based on the design of a new type of hydraulic-driven auto-control mechanism.3. For the AMT calculation of the hydraulic drive mechanism of the components, selection and system simulation and analysis. Important components of the hydraulic circuit and the dynamic response of the selection of the dynamic analysis.Keywords: Atotomatic manual transmission(AMT);Hydraulic drive;Shift executing agency;Clutch executing agency;Air damper actuator目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 AMT发展及研究现状 (1)1.1.1 AMT技术国外研究 (1)1.2 AMT自动变速系统的关键技术 (3)1.3 AMT系统执行机构 (5)1.3.1 AMT的系统机构 (5)1.3.2 AMT的液压驱动操纵机构 (5)1.4 主要研究内容 (6)1.4.1研究意义 (6)1.4.2 研究的主要工作 (7)第2章液压驱动系统设计 (8)2.1 拟订液压驱动系统图 (8)2.1.1 制订液压回路方案 (8)2.1.2 液压系统的组合设计 (8)2.2 液压元件的选取.................................................................... 错误!未定义书签。
自动变速器电子控制系统电子控制系统的功能与组成一、电子控制系统的组成各型自动变速器电子控制系统都是由传感器(包括控制开关)、电子控制器(ECT ECU)和执行器三部分组成。
不同型号或不同年代生产的自动变速器,其电子控制系统采用的传感器或控制开关不尽相同,常用的传感器与控制开关有节气门位置传感器、车速传感器、水温(冷却液温度)传感器、换档规律选择开关(驱动模式选择开关)、超速O/D开关、空档启动开关、制动灯开关等等。
执行器有No.1电磁阀、No.2电磁阀和No.3电磁阀。
二、电子控制系统的功能电控自动变速器电子控制系统的主要功能有自动控制换档、失效保护和故障自诊断。
(1)自动控制换档功能,是指电子控制系统根据汽车车速和发动机负荷变换,自动控制变速器换档时机和液力变矩器锁止时机,使汽车获得良好的动力性和燃油经济性。
(2)失效保护功能,是指电子控制系统的部分重要部件(如电磁阀、车速传感器)或其线路失效时,控制系统能继续控制变速器排入部分档位,使汽车继续行驶。
(3)故障自诊断功能,是指车速传感器和电磁阀等控制部件或其线路发生故障时,控制系统能将故障部位编成代码存储在存储器中,以便维修时参考;与此同时,还将控制超速切断指示灯(“O/D OFF”LAMP)闪烁输出故障代码。
电控自动变速器的基本工作原理一 .工作原理自动变速器主要是指不用人的手力而能自动实现换挡功能的变速器。
当前轿车上使用的变速器有微机控制液力自动变速器和微机控制无级变速器两种。
微机控制自动变速器利用车速传感器和节气门位置传感器等反映发动机和汽车运行工况的传感器信号,并将车速和节流阀开关转换成电信号输入自动变速器微机控制单元(ECU)计算处理,再适时地输出给电磁阀,利用这些电磁阀来控制油压回路,以此来实现换挡的目的把车速信号和节气门开度信号转变成电信号送进电脑,作为换档控制的基本信号,经过电脑的分析、计算、判断,向电磁阀发出指令,驱动电磁阀工作,实现换档、油压、锁止、平顺、冷却强度等的控制。
试论机械式自动变速器控制系统的设计及控制方法彭平【摘要】机械式自动变速器(AMT)能降低驾驶强度。
改善经济性和动力性,保证汽车在行驶期间能稳定的运行。
本文主要对机械式自动变速器控制系统的设计及控制方法进行了探讨。
【期刊名称】《科技风》【年(卷),期】2011(000)015【总页数】1页(P60-60)【关键词】机械式自动变速器;控制系统;设计;控制方法【作者】彭平【作者单位】江苏省泗洪中等专业学校,江苏泗洪223900【正文语种】中文【中图分类】U463.212受到科技水平的限制,国内当前销售的汽车绝大多数仍为手动变速,手动变速汽车在行驶期间要不断换挡,给驾驶人员的操作带来不便。
自动变速器的运用能显著降低驾驶难度,让车辆在相对安定的状态下运行。
对机械式自动变速器控制系统深入分析,有助于汽车性能的改善调节,满足了新时期汽车制造行业的发展要求。
从国外研究的成果看,当前的机械式自动变速器依旧采用了原发动机、离合器、变速器的主要构成,只是略微调整了变速器的操纵系统。
系统整体框图如图1所示。
1)电子控制单元(ECU)。
电子控制单元是自动化控制的核心,该部分以菲利浦的LPC2294ARM微处理器为核心,能够用于不同传感器信号的处理,结合则按照处理结果发出控制信号以协调执行机构的运行,从而发挥了自动换挡的需要。
在系统上电之后因监控电路出现复位脉冲以保持微处理器的正常工作,在汽车行驶期间出现异常问题后则会及时监测报警。
2)传感器。
自动变速器控制系统采用的传感器种类较多,汽车制造商根据汽车的型号及使用需求,可合理选择不同的传感器组装生产。
利用传感器能对车辆的行驶状态及时掌握,并把监测到的参数传递给微控制器,进而对发动机供油、离合器的分离与接合以及变速器换档严格控制,最终发挥了理想的换挡效果。
3)执行机构。
执行机构的主要功能是操作各种控制指令,对控制器发出的指令及时执行到位。
该机构的构成包括:离合器执行机构、变速器控制执行机构。
电控自动变速器的组成电控自动变速器作为现代汽车上的重要装置,其组成部分至关重要。
本文将详细介绍电控自动变速器的组成,以帮助读者更好地了解这一技术。
电控自动变速器主要由液压系统、控制器、传感器和执行器组成。
液压系统是整个变速器的核心部件,通过液压控制变速器内的离合器和制动器,实现换挡操作。
控制器则是变速器的大脑,根据传感器反馈的信息,通过算法计算出最佳的换挡策略,并控制液压系统执行换挡操作。
传感器则负责监测变速器内部各个部件的工作状态,如车速、转速、油压等,将这些信息反馈给控制器。
执行器则根据控制器的指令,控制液压系统内的阀门,实现换挡操作。
液压系统由液压泵、压力调节阀、离合器、制动器等组件组成。
液压泵负责将液压油从油箱吸入,并输送到变速器内各个部件。
压力调节阀则控制液压系统内的压力,确保系统正常工作。
离合器和制动器则负责控制换挡时离合和制动的操作,保证变速器平稳换挡。
控制器是电控自动变速器的大脑,其内部包含了各种传感器和控制单元。
传感器监测各个部件的工作状态,将信息传输给控制单元。
控制单元根据传感器反馈的信息,通过算法计算出最佳的换挡策略,并控制液压系统执行换挡操作。
控制器还可以根据车辆的行驶状况和驾驶者的驾驶习惯,调整换挡策略,以提升驾驶舒适性和燃油经济性。
传感器是电控自动变速器的感知器官,负责监测变速器内部各个部件的工作状态。
常见的传感器包括车速传感器、转速传感器、油压传感器等。
车速传感器监测车辆的实际行驶速度,转速传感器监测发动机和变速器内部各个部件的转速,油压传感器监测液压系统内的油压情况。
这些传感器将监测到的信息反馈给控制器,帮助控制器计算出最佳的换挡策略。
执行器是电控自动变速器的执行器官,负责根据控制器的指令,控制液压系统内的阀门,实现换挡操作。
执行器包括换挡电磁阀、换挡执行器等。
换挡电磁阀通过控制液压系统内的阀门,实现换挡时离合和制动的操作。
换挡执行器则负责具体执行换挡操作,根据控制器的指令,控制液压系统内的离合器和制动器,实现换挡操作。
第7章 电控自动变速器目前在汽车上广泛使用的是电子控制自动变速器,其电子控制系统根据汽车行车条件和驾车应图进行自功换档和控制,并通过对变速器液压控制及变矩器锁止控制,以提高汽车的经济性、动力性和舒适性。
7.1 概 述7.1.1 自动变速器的类型在自动变速器的发展过程中出现了多种结构形式。
自动变速器的驱动方式、挡位数、变速齿轮的结构形式、变矩器的结构类型及换挡控制形式等都有不同之处。
1 按汽车驱动方式分类自动变速器按照汽车驱动方式的不同,可分为前轮驱动自动变速器(如图7-1)和后轮驱动自变速器(如图7-2)所示两种。
后轮驱动自动变速器的变矩器和行星齿轮机构的输入轴及输出轴在同一轴线上,因此轴向尺寸较大,阀体总成则布置在行星齿轮机构下方的油底壳内。
图7-1 前轮驱动自动变速器 图7-2 后轮驱动自动变速器 前轮驱动自动变速器(又叫自动变速驱动桥)除了具有与后轮驱动自动变速器相同的组成外,在自动变边器的壳件内还装有差速器和主减速器。
前轮驱动汽车的发动机有纵置和横置两种。
纵置发动机的前轮驱动自动变速器的结构和布置与后轮驱动自动变速器汽车基本相同,只是在后端增加了一个差速器。
横置发动机的刚驱动自动变速器由于汽车横向尺寸的限制,要求有较小的轴向尺寸,因此通常将输入轴和输出轴设计成两个轴线的方式。
变矩器和行星齿轮机构输入轴布置在上方,输出轴则布置在下方,这样的布置减少了变速器总体的轴向尺寸,但增加了变速器的高度,因此可将阀体总成布置在变速器的侧面或上方,以保证汽车有足够的最小离地间隙。
2 按自动变速器前进挡位数分类自动变速器按前进档的挡数的不同,可分为2(前进)档自动变速器、3档自动变速器、4档自动变速器等。
早期的自动变速器通常为2个前进挡或3个前进挡。
这两种自动变速器都没有超速档,其最高档为直接挡。
现代轿车装用的自动变速器基本上都是4个前进挡,即设有超速挡。
这种设计虽然使自动变速器的构造更加复杂,但由于设有超速档,大大改善了汽车的燃油经济性。
引言近十年来,我国重型商用车市场迅速增长,增幅巨大,仅2018年一年的销售总量就达到了114万辆左右。
国内外汽车厂家为了抢占重型商用车市场份额,纷纷加大了对重型商用车的研发力度。
目前对于重型商用车而言,电控发动机、自动变速器、ECU 及CAN 总线已成为先进重型商用车的主要技术特征,这些技术的运用显著提高了重型商用车的安全性和舒适性。
其中,自动变速器以12档及以上的电控机械式自动变速器AMT(Automatic Mechanical Transmission)最为常见。
国外像沃尔沃、斯堪尼亚、奔驰、重型商用车AMT 产品的探索与研发也有十几年的时间了,但AMT 控制器及控制策略等核心技术大多还是依靠国外咨询公司或供应商。
如今,国内各厂商在AMT 核心技术上的投入越来越多。
其中AMT 控制器的开发最为重要。
目前汽车电控单元的开发主要基于V 模型开发流程。
硬件在环测试是实车标定之前非常重要的一步,通过硬件在环仿真的有效测试,可以减少实车测试的风险和缩短开发周期。
1 AMT 控制器工作原理目前商用车AMT 变速器的主流设计为高度集成的布置方案,采用主副箱或前副箱、主箱、后副箱的结构。
高度辆的运行工况,通过各路采集的信号,根据控制器内部刷写的程序进行计算和状态判断,然后驱动离合器和选换挡执行机构工作。
选择最合适的档位和最合适的换挡时机,使车辆一直运行在最适宜的工况,达到提高整车的舒适性和经济性,降低司机工作强度的目的。
2 测试平台的搭建2.1 硬件系统AMT 控制器硬件在环测试系统如图1所示,主要由dSPACE 标准机柜,AMT 控制器(TCU),离合器执行机构,选换挡执行机构,上位机PC 和CANape 等组成。
其中dSPACE 硬件平SCALEXIO 标准机柜,由系统处理器模块,DS2680板卡,DS2671四通道的总线通讯板卡等组成。
选换挡执行机构与离合器执行机构采用实物,其电磁阀和位移值均采用真实信号。
自动变速器(一)自动变速器具有以下特点:1、操作简单。
2、机件磨损减少,使用寿命延长。
3、汽车行驶平顺性好。
4、结构复杂,造价高,成本高。
5、燃油消耗高,经济性差。
由于自动变速器操作简单,行驶平顺性好,驾驶员可以把更多的精力转移到处理交通状况上来,以使汽车行驶更安全。
为此自动变速器被大量应用到高档轿车和城市公共汽车上。
并已开始向一般轿车和载重车发展推广。
虽然目前的自动变速器仍存在结构复杂、制造困难、造价高、传动效率低、油耗高等不足,但随着机械制造技术和计算机控制精度的不断提高,自动变速器的制造成本将会越来越低,价格将逐步下降。
其传动效率也将逐步得到改善,有望接近手动变速器。
(二)自动变速器类型自动变速器的结构类型虽然较多,各汽车制造公司生产的自动变速器结构各具差异。
但从所采用的传力元件——齿轮结构形式的不同,车用自动变速器可分为如下两大类:自动变速器(三)行星齿轮自动变速器的基本组成行星齿轮自动变速器的结构通常由以下五大部分组成:变矩器行星齿轮机构行星齿轮自动变速器换档执行元件液压控制系统电子控制系统(四)自动变速器电控系统简介目前,汽车上装用的自动变速器,大多采用电液控制。
它是在原液压控制系统的基础上,将部分液控阀和液压信号改换成电磁阀和电信号,输入电脑,电脑结合其它一些信号(如液压油温、发动机工作温度等),经运算、分析,输出控制信号,以确定自动变速器的挡位,锁止离合器的工作及调节液压系统的油压高低等。
由于电脑功能的不断加强,能在极短的时间里处理大量信息并作出正确判断,故电控自动变速器较全液压控制的自动变速器的工作更合理、可靠,功能更齐全。
有许多方面是液控式无法做到的。
在此仅就电控式的传感器、执行器、控制开关及电脑控制方式等内容作一些介绍。
1、自动变速器中所采用的传感器的结构与原理(1)节气门位置传感器不论是液控式还是电控式自动变速器,其换挡的基本原理是相同的。
即根据节气门的开度大小、车速的高低等条件来确定具体的挡位。
汽车变速箱加载试验台电控系统设计随着汽车工业的发展,汽车变速箱作为关键部件之一,对于汽车性能和驾驶体验起着重要作用。
为了确保汽车变速箱的质量和性能达到标准要求,需要进行加载试验。
本文将介绍一种汽车变速箱加载试验台电控系统的设计方案。
汽车变速箱加载试验台电控系统的设计目标是实现对变速箱在加载工况下的性能进行全面、准确的测试。
该系统主要由硬件和软件两部分组成。
硬件方面,该系统包括传感器、执行机构和控制器等组件。
传感器主要用于采集变速箱的转速、扭矩、温度等参数,以实时监测变速箱的工作状态。
执行机构主要用于对变速箱进行加载,模拟实际行驶过程中的负载情况。
控制器作为系统的核心,负责采集传感器数据,并根据预设的加载工况控制执行机构对变速箱施加相应负载。
软件方面,该系统的设计采用了先进的控制算法,以实现对变速箱加载试验的精确控制。
在试验前,需要根据实际情况设定加载工况参数,如转速、扭矩等。
控制器将根据这些参数通过PID控制算法实时调节执行机构的工作状态,以实现对变速箱负载的准确控制。
同时,控制器还能够对加载试验过程中的数据进行采集和分析,以评估变速箱的性能和质量。
为了保证系统的可靠性和安全性,该系统还应具备一些保护功能。
例如,当变速箱温度过高时,系统应能及时报警并停止加载试验,以防止变速箱损坏。
此外,还应考虑系统的稳定性和实时性,以确保加载试验的精确性和可重复性。
总之,汽车变速箱加载试验台电控系统的设计是为了实现对变速箱在加载工况下性能的全面测试。
通过合理的硬件配置和先进的软件算法,该系统能够实现对加载工况的准确控制,并能对试验过程中的数据进行采集和分析。
这将有助于提高汽车变速箱的质量和性能,进一步推动汽车工业的发展。
电动汽车两档机械自动变速器控制器设计吴庆淼;谢伟东;陈靖韬;孙胜登【摘要】针对目前电动汽车的选换挡品质欠佳和经济性低的问题,提出了新型电控式机械两档自动变速器设计.该变速器基于电动汽车电控式机械自动变速器控制器的结构以及工作原理,采用直流有刷电机作为电控式AMT控制器的执行选换档电机,选用了Freescale公司的MPC5634单片机设计了变速器控制器硬件电路,并通过分析电控式AMT的基本控制方式,设计了控制器的主程序以及各个子模块程序,增加了CAN通信模块和串口通信模块来实现电控式AMT控制器与整车系统的数据传输,最后对控制器进行了台架换档试验.实验结果表明:所设计的控制器能很好地实现选换档操作功能,且性能稳定.%Aiming at the problems of poor quality and low economy of gear shifting of electric vehicle, the new type of electronically control-ling AMT was proposed. The transmission was based on the structure and principle of normal AMT. The DC brush motor was used as a select and shift gear motor of electronically controlling AMT. Therefore, MPC5634 microcontroller from Freescale was selected to design the hard-ware circuit of the transmission controller, and the main program and various sub-module programs of the controller were designed by referring to the basic control mode of normal electronically controlling AMT, and the CAN communicating module and serial communicating modules for achieving the data transferring between ECU and the controller of the electronically controlling AMT were added. The bench tests of gear shifting of the controller indicates that the design of the controller can be an efficient shifting operation and a stable performance.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2017(034)011【总页数】5页(P1304-1308)【关键词】电动汽车;电控AMT;CAN通讯;换档电机【作者】吴庆淼;谢伟东;陈靖韬;孙胜登【作者单位】浙江尤奈特电机有限公司,浙江永康321300;浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州310014;浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州310014;浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州310014【正文语种】中文【中图分类】TH39;U469.72目前,适合电动汽车使用的变速器也成为电动汽车研究的热点之一[1]。
中国设备工程 2016.09 (上)中国ing C 93设备工程Engineer hina P l ant在电子机械式自动变速器中换档规律是这项技术发展的主要核心,它可以准确的辨别换档时机。
在实际的使用中,它先通过辨别车辆的行驶状态随后再和换档规律进行比对,进而判断车辆是否达到最有效的换档点同时完成自动换档,这种自动换档极大程度降低了车辆的操作需求,提升了车辆的行驶安全,除此之外还使得整个车辆具有可靠的动力并进一步减少油耗。
对电控机械式自动变速器换档进行有效分析,可以保证AMT 获得最优的换档规律,以此提升车辆的动力及油耗经济性。
1 AMT 技术的原理与结构1.1 AMT 技术的原理ATM 控制的原理是:ECU 按照驾驶员的操作行为,例如急速板、档杆等及车辆的行驶情况例如发动机转速及车速等,同时根据控制原理如换挡原理及离合器接合原理等,采用相互适应的执行机构以此完成车辆动力传动系统的变换,这样就实现了车辆的稳步启动及自动换挡。
1.2 AMT 技术的结构AMT 通常情况由两种结构组成一种是油门柔软性,另一种则是油门的刚性,所谓的油门柔软性就是在联接AMT 结构时,汽车的加速踏板和油门并不是连在一起,主要是由ECU 完成控制,当车辆进行起步或者换档时,ECU 系统会接收到加速踏板的信号,其油门也将会随加速板的变化而发生改变,在起步和换档过程中,ECU 将按照其相应的算法完成油门的控制。
具有刚性特点的AMT 油门会按照驾驶员的油门踏板的变化而进行控制,刚性的AMT 系统只有在车辆起步和换档过程中才控制供油。
2 AMT 技术实现换档规律应具备的硬件条件AMT 系统的主要硬件是微控制器(MCU)、传感器、执行驱动电路、功能显示及通讯模块等。
MCU 在电子控制系统中发挥着主导作用,它拥有存储程序、接受信息及对外发指令的作用。
传感器的主要功能是像人一样感受外部环境的变化,换而言之就是实时掌握车辆在行驶过程中的路况信息,同时将这些所收集来的信息再传递给MCU 系统,随后MCU 系统会对该信息进行辨别,AMT 技术实现换档规律应具备的硬件和软件条件分析祝懿(德韧干巷汽车系统(上海)有限公司,上海 200000)摘要:电子控制机械式自动变速器(AMT,Automated Mechanical transmission),是一种新开发的自动变速系统。
汽车自动变速器电控单元设计数字量输入通道数字量输入信号一共有12路,分别为4路多功能开关信号、5路电磁阀反馈信号、驻车/空档信号、制动指示灯开关信号和换低档开关信号。
对于数字量输入,采用光电隔离器来实现信号隔离和幅值转换。
输出通道的设计ECU通过输出信号控制相应电磁阀等产生动作,完成自动变速的各项控制。
系统根据输出信号的不同类型,设计了数字量输出通道和脉冲量输出通道。
数字量输出通道数字量输出信号一共有6路,分别为5路换档电磁阀信号和换档杆锁止电磁阀信号。
对于数字量输出信号,在驱动电磁阀时,采用达林顿管集成芯片ULN2803进行功率放大,并以两路并联的方式输出驱动电磁阀。
脉冲量输出通道的设计脉冲量输出信号一共有2路,分别为闭锁控制电磁阀信号和主油道压力调节阀信号。
对于这两种脉冲量输出,设计了不同的脉冲量输出通道。
闭锁控制电磁阀信号输出通道采用了与数字量输出通道相同的设计,不同的只是最小系统发出的信号。
闭锁控制信号由最小系统PWM 模块的PP0口发出。
主油道压力调节阀信号输出采用可控电源的方式来实现,如图4所示。
最小系统PWM模块PP1口发出控制信号,通过可控电源BTS621实现最大幅值为12V,且随控制信号变化的电源,加在主油道压力调节电磁阀的两端。
硬件抗干扰设计由于汽车运行过程中工况复杂,工作环境恶劣,电控单元不仅要承受不良路面所引起的振动和冲击,而且要承受汽车本身和外界的电磁干扰。
因此在系统设计过程中必须要采取一系列抗干扰和保证可靠性的措施。
抗电源干扰汽车上采用的蓄电池电源为12V,内阻很小,是较理想的电源,但是实际工作过程中,电压仍然会在一定范围内波动。
电路设计时,ECU内部5V的元器件都由稳压输出的三端稳压管7805供电,可保证ECU可靠工作。
电磁阀工作同样采用稳压输出的7812供电。
由于主油道压力调节电磁阀功率较大,为避免该电磁阀工作时影响其他换档电磁阀,所以对该路主油道压力调节阀采用单独另外一组7812供电,以使系统稳定工作,互不干扰。
电控机械式自动变速器(AMT)换挡规律的研究的开题报告一、选题背景随着汽车工业的不断发展,自动变速器在汽车中的应用越来越广泛。
电控机械式自动变速器(AMT)相比传统液力自动变速器,具有更高的传动效率和更好的节能效果,因此AMT逐渐成为汽车变速器的发展趋势。
AMT的核心控制是换挡规律的设计,其能够影响汽车的动力性、燃油经济性和驾驶舒适度等因素,因此研究AMT的换挡规律对提升汽车性能和节能减排有重要意义。
二、选题意义1. 优化AMT的换挡规律能够提升汽车性能,提高行驶的舒适性。
2. 确定最佳换挡规律可以降低燃油消耗,促进节能减排。
3. 研究AMT的换挡规律有助于深入理解汽车传动系统的工作原理,推动AMT技术的进一步发展。
三、研究目标本次研究的目标是设计优化AMT的换挡规律,实现最佳的燃油经济性和驾驶舒适度。
具体任务包括:1.对AMT的工作原理和控制原理进行深入研究。
2.建立AMT的模型,模拟不同的换挡策略。
3.通过模型仿真和实际测试,比较各种换挡策略的性能。
4.选择最佳换挡规律并进行验证,评估其性能提升和节能减排效果。
四、研究方法本研究采用以下方法:1. 研究型实验方法:对AMT进行深入的理论研究,结合实际测试,获取AMT换挡过程中的各种参数,验证各种换挡策略的效果。
2. 数值计算方法:利用数值计算模拟AMT的各个工作环节,分析AMT的换挡策略对汽车性能和燃油经济性的影响。
3. 综合分析方法:通过对实验数据和数值计算结果的综合分析,确定最佳换挡规律并进行验证。
五、预期成果1. 设计出最优换挡规律,使汽车的动力性、燃油经济性和驾驶舒适度等指标得到提升。
2. 研究过程中发现的问题和解决方案,对AMT的设计和制造提供有益参考,推动AMT技术的发展。
3. 对于相关人员,提供研究所需的理论和工程实践方面的培训,提高AMT的研究和应用水平。
六、研究进度安排本研究计划在两年内完成,主要任务和时间表如下:1. 研究AMT的工作原理和控制原理,设计实验方案,开始数据采集工作。
可编辑 精品 研究生课程考试答题册
考试课程 汽车电子及电气传动技术 题 目 AMT电控系统的硬件设计 姓 名 张荣臻 学 号 2013200787 学 院 机 电 学 院 指导老师 李 声 晋
西北工业大学研究生院
得分: 可编辑
精品 电控机械式自动变速器(AMT)电控系统硬件设计 一、 自动变速器概述 1. 自动变速器的汽车具有的优点 1)操作简化且提高了行车安全性 自动变速器无需离合器操作和手动换挡操作,减少了驾驶员操作的劳动强度,因此,行车的安全性得以提高。 2)提高了发动机和传动系统的使用寿命 由于自动变速器在自动换挡过程中无动力中断、换挡平稳、减小了发动机和传动系统零件的动载荷。 3)提高了汽车的动力性 换挡时动力不中断,发动机可维持在一稳定的转速,因此可使汽车平稳起步、加速性能和平均车速提高。 4)提高了汽车的通过性 液力变矩器可以在一定的范围内自动变速来适应汽车行驶阻力的变化,在必要时又可自动换挡以满足牵引力的需要,因此显著提高了汽车的通过性能。 5)减少了排气污染 自动变速器由于有液力传动和自动换挡,在换挡过程中发动机可保持在稳定的转速,发动机的燃烧条件不会恶化,因此可减少发动机排气污染。 6)可降低燃料消耗 尤其是现代汽车自动变速器采用电子控制换挡,可按照最佳油耗规律控制换挡,加之采用了超速挡和锁止离合器等,使自动变速器汽车的油耗有了明显的下降。 2. 电控自动变速器的发展历程:可编辑
精品 图1 电控自动变速器的发展历程 3. 自动变速器的分类 汽车自动变速器基本可以分为三类:机械无级式变速器CVT(Continuously Variable Transmission、液力自动变速器AT(Automatic Transmission)、电控机械式自动变速器AMT(Automated Mechanical Transmission)。 电控机械式自动变速器AMT的工作原理是在机械变速箱(手动档)原有基础上进行改造,主要改变手动换挡操纵部分。即在总体传动结构不变的情况下通过加装微机控制的自动操纵系统取代原来由驾驶员人工完成的离合器分离与结合摘挡与挂档等操作。AMT实际上是一个由电脑来控制一个机器人系统来完成换挡过程的操作。因此,AMT的核心技术是微机控制。
二、 AMT控制系统分析 1. AMT控制的基本思想 AMT是在传统的手动齿轮式变速器基础上,运用汽车理论、微电子技术、计算机控制技术、传感器技术和自动控制理论的典型机电一体化产品。AMT系统以电控单元(Electronic Control Unit,简称ECU)为核心,通过液压执行系统控制离合器的分离与结合、选换挡操作以及发动机的供断油,来实现起步、换挡的自动操纵。系统根据驾驶员的意图(操纵杆、制动踏板、加速踏板)和车辆的状态(发动机转速、输入轴转速、车速、档位),根据适当的控制规律(换挡规律、离合器结合规律等),借助于相应的执行机构(供油控制执行机构、离合器执行机构、选换挡执行机构)对车辆的动力传动系统(发动机、离合器、变速器)进行联合操纵。
1940年美国通用汽车公司在奥兹莫比尔(01dsmobile)汽车上 装了第一台现代意义的自动变速器
20世纪50年代起美国三大汽车公司都开始批量生产自动变速器
1968年法国雷诺公司率先在自动变速器上使用了电子元件 1982年丰田公司生产出第一台由微机控制的自动变速器,它 就是装备在佳美汽车上的丰田A-140E型自动变速器
1983年德国成功地研制了电喷发动机和电控自动变速器共用 的电子控制单元
1984年美国的第一台电控自动变速器,即THM440-T4由通用 汽车公司推出。目前日本、美国、欧洲地区汽车公司生产的轿 车越来越多地装有了自动变速器可编辑
精品 图2 AMT控制系统的基本思想 2. AMT控制系统分析: 驾驶员在驾驶车辆的过程中,不断感知车辆的外界环境(如上坡、下坡、粗糙路面、湿滑路面、弯道等)和车辆本身的工作状态,通过对操纵加速踏板、制动踏板和操纵杆等,将起步、停车、倒车、强制档等意图以电信号的方式传递给电控单元ECU。ECU采集输入信号后,经过运算、判断和决策等信息加工处理后,发出控制命令驱动执行机构完成相应的控制动作。汽车正在行驶过程中,驾驶员对加速踏板的控制通过加速踏板位移传感器传给ECU,ECU通过所测加速踏板位移以及当前车辆行驶的速度等车辆参数,再根据自动换挡规律判断车辆应处的最佳档位。决定升档、降档或者保持原档位不变,从而达到增速或减速的目的。 AMT系统组成和各部分之间的信息流及控制关系:可编辑
精品 图3 AMT系统组成和各部分之间的信息流及控制关系 3. AMT系统的功能设计 AMT系统的主要功能是车辆起步过程和换档过程的自动控制。驾驶员通过操纵手柄和选择开关,将起步、停车、倒车等意图以电信号的方式传递给ECU,ECU发出控制指令给执行机构完成相应的动作。车辆行驶过程中,驾驶员的意图通过加速踏板和制动踏传递给ECU,ECU根据驾驶员意图、当前车辆的行驶状态和行驶环境,以及ECU中存储好的换档规律,决定升档、降档或者保持原来档位不变。如果升档或者降档,则由ECU控制执行机构完成离合器的分离与结合、选档、换档、发动机供油控制等操作。AMT系统的主要功能如下: 1) 离合器的控制 离合器的工作模式有四种:分离、保持分离、结合、保持结合。在离合器的结合过程中,不仅要控制离合器的行程,还要控制离合器的结合速度。离合器结合速度根据离合器主从动盘未接触、滑动摩擦传递扭矩和主从动盘已同步三个阶段,以快一慢一快的控制规律进行控制。在刹车、起步及换档工况开始阶段,需要以一定速度快速分离离合器,达到及时切断动力传递的目的,在上述工况结束后要平稳地结合离合器,均匀增加离合器传递动力的摩擦力矩,既提高了车辆的平稳性,又减少了对离合器的滑可编辑 精品 摩。 2) 变速器的控制 能够根据发动机负荷和车速等情况自动变换传动比,使车辆获得良好的动力性和燃料经济性。选档和换档控制有严格的时序要求,只有换档到位后才可以进行选档操作。要快速平稳地实现换档,变速器的选换档控制需要与发动机控制和离合器控制进行协调配合。 3) 发动机的控制 车辆正常行驶时(非换档过程中),系统对节气门开度的控制跟踪驾驶员踩下的加速踏板位移,实现节气门随动控制。当系统正在分离离合器时,驱动节气门到收油位置;换档过程中通过节气门控制发动机的输出转速,升档时降低发动机转速,而降档时调高发动机转速使其与离合器从动盘转速一致,防止离合器控制和节气门控制的不协调和,同时保证离合嚣主从动片转速差很小,减少离合器结合磨损和换档冲击。起步过程中通过节气门控制发动机的输出扭矩和转速,保证车辆按驾驶员的要求平稳起步。
三、 系统所使用的传感器 AMT系统所使用的传感器相当于AMT系统的感觉器官,车辆行驶中的很多信息都是通过传感器来传递给ECU的。 1. 转速传感器 控制系统一共使用了3个转速传感器,分别用来采集车速、发动机转速和输入轴转速。其中车速传感器安装在变速器的输出轴处,主要用于确定自动换档时刻;发动机转速传感器一般为装在发动机飞轮齿圈旁,它被用作离合器的控制参数,或用于计算行驶阻力;输入轴转速传感器是一个装在变速器输入轴上,它被用作离合器的控制参数,或在车速传感器失效时作为备用传感器。 系统使用5V霍尔式转速传感器S-HC,其工作电压5~24V,测量范围0~20Hz,工作温度-30~+130°C,工作原理如下图。它的感应对象为磁钢,被测体上嵌入磁钢,随着被测物体转动时,传感器输出与旋转频率相关的脉冲信号,达到测速的目的。齿轮线速度与脉冲输出频率成正比,通过检测单位时间的脉冲数,即可确定齿轮的转速。 该传感器采用钢铁材质导磁体触发,传感器内置电路对信号进行放大、整形,输出稳定的方波信号,测量频率范围更宽,输出信号更精确稳定,安装简单,防水防油,能实现远距离传输。 可编辑
精品 图4 霍尔传感器原理图 车速传感器、发动机转速传感器、输入轴转速传感器的信号均为脉冲量。 2. 加速踏板位移传感器 该AMT系统里,加速踏板与发动机没有直接的机械连接而是通过拉索与一位移传感器转轴联接的索轮连接。加速踏板位移传感器使用双电位器传感器,工作电压5V。有两路反应加速踏板位置的电压信号,其中一路是另外一路的两倍。加速踏板位移传感器通过电位器将踏板位置转换成与位移成正比电压信号输入ECU的A/D接口,用来测量加速踏板的行程。 加速踏板位移传感器信号为模拟量。 3. 离合器行程传感器 用于测量离合器的行程信号,本系统采用直滑式导电塑料电位器WDL-50-2,它将离合器行程(非电量位移)转换为其具有一定函数关系的电阻值的变化,从而引起输出电压的变化。该导电塑料电位器的耐磨性好,使用寿命长,允许接触压力很大,因此它在振动、冲击等恶劣的环境下仍能可靠的工作。 它的工作电压为5V分辨率较高,线性度为1%,阻值范围为9千欧,能承受较大的功率。如下图为一离合器行程传感器:
图5 离合器行程传感器 离合器行程传感器信号为模拟量。 4. 油门位置传感器(节气门传感器) 节气门传感器实际上是一个可变的电阻器,其值随发动机节气门开启角度变化而变化。它是通过导电塑料电位器和固定在转轴上的电刷将角位移的机械参量转换成与角度成正比例的电压信号输出。本系统采用的节气门传感器为CSTPBT-GF30角位移传感器,其机械转角为0~180度,工作阻值约为5千欧,工作温度范围-40~+70°,线性度0.2%。 油门位置传感器信号为模拟量。 5. 温度传感器 系统使用的两个温度传感器:冷却水温度传感器和变速器油温传感器。 冷却水温传感器是一个阻值随发动机冷却水温的变化而变化的热敏电阻,该传感器的外壳以螺纹旋入发动机冷却系统,且其感温端浸泡在冷却水中。AMT系统的电控单元根据传感器电阻值的变化,经过标定后可以得到冷却水温与传感器输出电压之间的关系,将此电压传至电子控制单元,控制单元便可得知发动机工作状态下的冷却水温度。